鹽湖鹵水制取輕質(zhì)氧化鎂

鹽湖鹵水制取輕質(zhì)氧化鎂摘要：輕質(zhì)氧化鎂亦稱(chēng)工業(yè)氧化鎂，在陶瓷、耐火制品、各種粘合劑、油漆填料、橡膠促成劑與活化劑，以及醫(yī)藥、建筑、食品等行業(yè)用途較廣。尤其隨著環(huán)保要求的提高，輕質(zhì)氧化鎂的需求將迅速增長(zhǎng)。研究新的工藝，即從鹵水中提取輕質(zhì)氧化鎂，是解決目前輕質(zhì)氧化鎂市場(chǎng)供不應(yīng)求，滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展的必要手段。采用鹽湖鹵水碳酸氫銨法來(lái)制備活性氧化鎂，從影響鹵水制備活性氧化鎂產(chǎn)率入手，研究沉淀反應(yīng)條件如反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、陳化時(shí)間和煅燒溫度等對(duì)產(chǎn)品的影響，來(lái)確定制備輕質(zhì)氧化鎂的最佳工藝條件。關(guān)鍵詞：鹵水輕質(zhì)氧化鎂氧化鎂輕質(zhì)氧化鎂是制備耐火材料、高功能精細(xì)無(wú)機(jī)材料、電子元件、油墨、有害氣體吸附劑的重要原料；也是化學(xué)工業(yè)用作生產(chǎn)氫氧化鎂等鎂鹽的原料；建筑行業(yè)中制造含鎂特種水泥與保溫材板等;農(nóng)業(yè)上作鎂肥生產(chǎn)原料;作牛、馬、羊等畜生的飼料添加劑;環(huán)保領(lǐng)域用于煙氣脫硫、廢酸水中和劑和重金屬離子的吸附劑;鋼鐵工業(yè)制作高爐襯里的鎂質(zhì)團(tuán)球。本文就鹽湖鹵水制取輕質(zhì)氧化鎂淺談幾點(diǎn)看法。一、 輕質(zhì)氧化鎂簡(jiǎn)介分子式：MgO外觀：白色或米白色輕松粉末質(zhì)量指標(biāo)：化工部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2573-2006輕質(zhì)氧化鎂是無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒的白色無(wú)定形粉末。難溶于水，不溶于醇，溶于酸或銨鹽溶液中，在水中的溶解度隨著水中的CO2含量增大而增大，熔點(diǎn)為2852°C，沸點(diǎn)為3600°C，經(jīng)1000°C.以上高溫灼燒，可轉(zhuǎn)化為晶體。溫度升到1500°C以上時(shí)，則成死燒氧化鎂或燒結(jié)氧化鎂。吸收空氣中的二氧化碳和水生成堿式碳酸鎂。二、 鹽湖鹵水制取輕質(zhì)氧化鎂的方法1.石灰法將氯化鎂溶液與煅燒石灰石或白云石灰乳反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，煅燒得氧化鎂。2.碳銨法碳酸氫銨（或二氧化碳與銨）同氯化鎂溶液反應(yīng)生成堿式碳酸鎂，經(jīng)煅燒分解成氧化鎂。該法以碳酸氫錢(qián)為輔助原料，蒸發(fā)水量也大,熱能耗量增大，會(huì)提高生產(chǎn)成本，如以合成氨工廠排放的二氧化碳廢氣和中間產(chǎn)品氨氣為輔助原料,生產(chǎn)成本較低。銨法將水氯鎂石或老鹵與液氨或氨水加入晶種沉鎂，沉淀經(jīng)洗滌、烘干、緞燒得到氧化鎂產(chǎn)品。此法沉鎂效率可達(dá)百分之八十以上，氨轉(zhuǎn)化率也可達(dá)百分之八十,產(chǎn)品中氧化鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)在百分之九十九以上,副產(chǎn)品氯化銨可作為化肥化工原料,且無(wú)工業(yè)三廢，基本無(wú)環(huán)境污染。如在沉鎂過(guò)程中添加特殊晶種核心，可生產(chǎn)超細(xì)氧化鎂、磁性氧化鎂及空氣氧化鎂。純堿法將鹵水與純堿反應(yīng),生成堿式碳酸鎂沉淀，洗滌、脫水后鍛燒，制得氧化鎂。此法制得的氧化鎂產(chǎn)品純度較高,工藝簡(jiǎn)單，能耗小,但使用純堿會(huì)使成本過(guò)高。水氧鎂石直接解熱法含水氯化鎂在空氣或熱氣流中加熱，隨著溫度升高能逐步失去結(jié)晶水。該法工藝流程較簡(jiǎn)單，不需消耗任何輔助原料，使生產(chǎn)成本降低,更易實(shí)現(xiàn)鎂的高值化和產(chǎn)業(yè)化?，F(xiàn)行方法主要有噴霧法和沸騰爐法。5.1噴霧解熱法將鹵水直接噴入熱分解反應(yīng)爐中進(jìn)行熱分解，鍛燒后得粗氧化鎂，多次水洗除去未完全分解的可溶性氯化物，粗氧化鎂完全水化生成氫氧化鎂，鍛燒至輕質(zhì)氧化鎂，再重?zé)玫礁呒冩V砂，純度可達(dá)以上百分之九十以上。此工藝的熱解時(shí)間短,生產(chǎn)成本較低，但回收率比較低,氯化氫尾氣腐蝕性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備的要求很高，而且對(duì)氯化氫尾氣的吸收和濃縮有很大難度。5.2沸騰爐解熱法將原料經(jīng)沸騰爐脫水，熱解和焙燒，產(chǎn)品由出料管自動(dòng)溢人集料擊儲(chǔ)存。沸騰爐爐體散熱較大，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)母魺岜卮胧?才能較低散熱，提高爐子的有效熱利用率。三、鹽湖鹵水制取輕質(zhì)氧化鎂的原理Mg2+、K+、Li+等有色金屬資源，鹵水碳酸氫銨法以碳酸氫銨和氨水代替純堿生產(chǎn)輕質(zhì)氧化鎂。在一定濃度氨水中加碳酸氫銨制取碳酸銨沉淀劑同鹵水中的MgCL2反應(yīng)生成堿式碳酸鎂，再經(jīng)煅燒制得活性氧化鎂。該方法精制、純化和質(zhì)量濃度要求同純堿法，控制反應(yīng)溫度為40?50°C,既能獲得較高的收率，又能使沉淀過(guò)濾完全；洗滌除去氫氧化鎂吸附的雜質(zhì)；對(duì)NH4CL母液采用蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶分離出NH4CL產(chǎn)品,CO2返回反應(yīng)釜進(jìn)行碳化反應(yīng)，節(jié)約了碳酸氫銨的用量。四、 結(jié)果及討論一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)物濃度越高，產(chǎn)品的收率越高，其單位體積的產(chǎn)量就越高，設(shè)備利用率也越高，對(duì)需外加熱的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，熱能也越節(jié)省，因此希望反應(yīng)物的濃度高一些。但反應(yīng)原料的濃度過(guò)高則會(huì)對(duì)沉淀的過(guò)濾性帶來(lái)不利影響。因此，反應(yīng)物鹵水的濃度必須控制在一定范圍內(nèi)，不能太高也不能太低。通過(guò)查閱相關(guān)資料及實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知濃度應(yīng)控制在0.8-1.4mol/L為宜，濃度過(guò)大很難得到易過(guò)濾洗滌、分散性好的產(chǎn)品。沉淀反應(yīng)的程度與反應(yīng)時(shí)間有很大關(guān)系，時(shí)間越長(zhǎng)反應(yīng)進(jìn)行的越完全，反應(yīng)的沉淀得率也越高。但反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，直接影響產(chǎn)量。由實(shí)驗(yàn)可知:適宜的反應(yīng)時(shí)間應(yīng)控制45?75min。反應(yīng)溫度不但影響反應(yīng)的速度、反應(yīng)進(jìn)行的深度及原料的利用率，而且影響產(chǎn)品的吸碘值及過(guò)濾性能。溫度過(guò)低，反應(yīng)較慢，得到的顆粒大，結(jié)晶良好的堿式碳酸鎂中間體分解后氧化鎂活性較低;所以應(yīng)在較高的溫度下反應(yīng)，但由于碳酸氫銨不穩(wěn)定不能預(yù)先加熱，只能在混合后升溫且溫度不能過(guò)高。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究得知最佳反應(yīng)溫度應(yīng)控制在40?55°C。反應(yīng)物配比對(duì)產(chǎn)品的收率有較大的影響，控制適宜反應(yīng)物配比可以節(jié)省原料且使所得產(chǎn)物的收率較大。五、 輕質(zhì)氧化鎂的性能及用途輕質(zhì)氧化鎂主要用于橡膠制品及氯丁膠膠粘劑的生產(chǎn)，在橡膠制造中氧化鎂起吸酸劑及促進(jìn)劑作用，在氯丁膠粘劑中起硫化交聯(lián)、防焦劑與樹(shù)脂螯合作用。氧化鎂在陶瓷和搪瓷中起降低燒結(jié)溫度作用。在砂輪、油漆中的制造中作為填充劑，在醫(yī)藥上用作抗酸劑與輕瀉劑用于治療胃酸過(guò)多，胃和十二指腸潰瘍病，在食品加工中可作為增白劑或砂糖精致脫色劑。在農(nóng)業(yè)上最大用途是用作肥料和牲畜的飼料，是植物和動(dòng)物代謝過(guò)程中的主要元素，用作奶牛的飼料時(shí)，可防止因缺鎂而引起的神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能失調(diào)。另外也可以用于玻璃鋼，染化藥劑、電子工業(yè)、絕緣材料工業(yè)以及石油添加劑，鑄造、酚醛塑料等行業(yè)。綜上所述，由于原料不同，生產(chǎn)方法各異，加上市場(chǎng)需求的多元化，氧化鎂產(chǎn)品的市場(chǎng)也呈現(xiàn)多元化發(fā)展的格局，不久的將來(lái)，氧化鎂的系列產(chǎn)品將在眾多無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品中顯現(xiàn)出越來(lái)越重的潛力和作用。鑒于國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)不同規(guī)格、不同用途的氧化鎂精細(xì)產(chǎn)品的需求量不斷增大,尋求一種成本最低利潤(rùn)最高的氧化鎂初級(jí)產(chǎn)品制備方法勢(shì)在必行,但這并不是最終目的，只有繼續(xù)開(kāi)辟氧化鎂的新用途，生